嵌入式系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)存在什么價值

當(dāng)今什么技術(shù)最有發(fā)展前途？嵌入式系統(tǒng)毫無疑問正是這個問題的答案。事實上，嵌入式系統(tǒng)一直都是熱門的應(yīng)用領(lǐng)域，原因就在于嵌入式系統(tǒng)隨處可見，特別是在一些特定的專用設(shè)備上，這些設(shè)備的特點是在于硬件資源十分有限，并且對成本非常敏感，此外，對于實時響應(yīng)也有很高的要求。而今天，隨著家電與消費性電子產(chǎn)品的智能化，使得嵌入式系統(tǒng)更顯出其重要性。

在日常生活中，嵌入式系統(tǒng)常見于移動電話、視訊電話、VCD/DVD/MP3、數(shù)字相機、數(shù)字攝影機、USB-Disk、數(shù)字機頂盒、高畫質(zhì)電視、游戲機、電子字典、智能玩具、路由器、交換機、汽車電子、數(shù)字控制設(shè)備或儀表、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器，甚至航空與太空設(shè)備等，都廣泛采用了嵌入式系統(tǒng)?？梢哉f，嵌入式系統(tǒng)就在你我的生活當(dāng)中。

嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)根據(jù)英國電機工程師協(xié)會的定義，其為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機器或甚至工廠運作的裝置。一般來說，嵌入式系統(tǒng)將具備如下的特性：

1.可用于執(zhí)行特定功能。這與一般PC或伺服系統(tǒng)執(zhí)行多樣化功能有很大區(qū)別。

2.核心為計算機與周邊所構(gòu)成。其規(guī)模小至一個MCU，大到先進的x86芯片系統(tǒng)。

3.對于時序與穩(wěn)定度要求嚴格。在機器控制上，若稍有不慎可能導(dǎo)致失控與釀災(zāi)，因此對于穩(wěn)定度要求高。

4.需可全自動操作且循環(huán)。既使斷電后也可自動進行緊急處置，并在復(fù)電后回復(fù)原有的執(zhí)行狀態(tài)。

一般來說，嵌入式系統(tǒng)都是借助軟件與硬件的整合，來提供設(shè)備各種所需之功能。嵌入式系統(tǒng)的硬件端設(shè)計完成之后，各種功能的實現(xiàn)就要交由軟件端來達成。嵌入式系統(tǒng)的功能優(yōu)劣，很大程度是決定于嵌入式軟件，這也成為是否能為嵌入式系統(tǒng)提升附加價值的關(guān)鍵。且目前各種智慧化設(shè)備盛行，智能化系統(tǒng)的高復(fù)雜度，也必須要依賴軟件來賦予其運作的能力。因此，在硬件端技術(shù)普遍成熟的狀況之下，軟件將決定嵌入式系統(tǒng)的差異化。

物聯(lián)網(wǎng)嵌入式應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是嵌入式系統(tǒng)最為廣泛與頻繁的應(yīng)用領(lǐng)域。在物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，最常見的硬件組件為控制器、傳感器等。在物聯(lián)網(wǎng)時代，為了實現(xiàn)所有物品都能連結(jié)上網(wǎng)，最不可或缺的組件，就是檢測狀態(tài)時所必要的傳感器，以及讓大家共享傳感器所獲得數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能城市等應(yīng)用市場的快速發(fā)展，對傳感器產(chǎn)品在低功耗、低成本、可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度、小型化、微型化、復(fù)合型、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)和經(jīng)濟指標(biāo)上，都出現(xiàn)了更高的要求。而這些市場的迫切需求，也使得傳感器開發(fā)商更積極展開技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)，以滿足市場所需。

事實上，物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等，將成為傳感器最主要的應(yīng)用市場之一，其應(yīng)用也將滲透到未來生活中的各個不同層面。而近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能手機、汽車電子與醫(yī)療電子等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對陀螺儀、加速度傳感器、MEMS麥克風(fēng)等感測組件的需求正不斷增加，也帶動傳感器產(chǎn)業(yè)邁入快速發(fā)展階段。

萬物互聯(lián)新挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)的概念，最早是由研究RFID的英國科學(xué)家Kevin Ashton所提出。在他的構(gòu)想中，物聯(lián)網(wǎng)是透過一個無所不在的傳感器系統(tǒng)，將真實世界與互聯(lián)網(wǎng)相互連結(jié)。到了今天，物聯(lián)網(wǎng)已可將嵌入了電子系統(tǒng)、傳感器、應(yīng)用軟件、或傳動器的實體設(shè)備鏈接到云端，甚至可讓裝置之間透過不同的協(xié)議來彼此互連。物聯(lián)網(wǎng)是透過網(wǎng)絡(luò)鏈接不同裝置并傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，因此對于傳感器與隨時聯(lián)網(wǎng)有很高的需求。只是有些物聯(lián)網(wǎng)裝置可以容忍間斷聯(lián)機，并降低所需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

當(dāng)然，由于傳送了大量的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，因此所有物聯(lián)網(wǎng)的通訊都必須采用預(yù)防性的安全機制來加以保護，例如裝置的身分管理、加密和訪問控制，以及設(shè)備稽核和監(jiān)控等。盡管物聯(lián)網(wǎng)的連結(jié)并不像是看起來這么容易，尚需要考慮到各種安全性的問題，然而在這些挑戰(zhàn)的背后，是物聯(lián)網(wǎng)所帶來的應(yīng)用價值，可真正縮小這些真實世界與數(shù)字世界之間的距離與差異，智慧城市與智能家居的愿景也將會更接近。

數(shù)據(jù)應(yīng)用是重要環(huán)節(jié)

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵之一，就在于數(shù)據(jù)。透過物聯(lián)網(wǎng)，讓過去看似一無是處的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可以變得很有用處。透過物聯(lián)網(wǎng)裝置，可以對數(shù)據(jù)進行搜集、分析并建立數(shù)據(jù)庫，如此便可實現(xiàn)智能化的機器學(xué)習(xí)。而這些經(jīng)過的分析數(shù)據(jù)也可透過物聯(lián)網(wǎng)在裝置上執(zhí)行，提供智能化的分析結(jié)果，以便在事件發(fā)生時可以立即反應(yīng)。

例如街道上的場景偵測分析，透過監(jiān)視攝影機的預(yù)測模型，便可在鏡頭發(fā)覺可疑活動時實時傳送提醒。物聯(lián)網(wǎng)可廣泛應(yīng)用于生活中的各種應(yīng)用情景，包括智能城市中的連網(wǎng)家居、聯(lián)網(wǎng)車輛、醫(yī)療保健、工業(yè)生產(chǎn)、與智慧零售等。透過物聯(lián)網(wǎng)不只更安全、更有效率，也更為節(jié)能。

物聯(lián)網(wǎng)的主要目的，就是將真實世界連接到互聯(lián)網(wǎng)，讓用戶都可以透過裝置的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來提高生產(chǎn)力和工作效率。然而，是否萬物都可以真的連結(jié)到互聯(lián)網(wǎng)呢？事實上，現(xiàn)階段隨著更多不同的可用聯(lián)機選項，以及聯(lián)機成本正逐步下降，使得萬物連接到互聯(lián)網(wǎng)不只已經(jīng)成為一種可能，也正在發(fā)生著，并且越來越多的裝置都正在透過網(wǎng)絡(luò)擷取數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)透過嵌入式系統(tǒng)的硬件組件與軟件應(yīng)用程序，來控制各式各樣的事物，可能是冰箱、監(jiān)控攝影機、或者有線機頂盒等家電產(chǎn)品；可能是產(chǎn)線輸送帶和制造設(shè)備等工業(yè)環(huán)境設(shè)備系統(tǒng)；或者交通號志、智能型電表等智能城市中的一切商用裝置?？梢哉f，只要是能透過云端啟動的任何裝置，都可能成為物聯(lián)網(wǎng)整體應(yīng)用上的一個重要環(huán)節(jié)。

結(jié)語

對于消費者來說，他們希望食衣住行的各種層面裝置都具備物聯(lián)網(wǎng)功能，例如智能全自動電冰箱安全地在云端往來并傳送數(shù)據(jù)。而制造商希望能透過云端數(shù)據(jù)來更清楚了解客戶的使用情況和零件狀態(tài)，以提升產(chǎn)品和客戶體驗。至于工業(yè)客戶則希望能透過物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用程序，讓工業(yè)設(shè)備和產(chǎn)線程序更加聰明并提升安全。例如可以有效減少技術(shù)人員花在維護抽水馬達和電表這類裝置的時間，或者可以透過數(shù)據(jù)的優(yōu)化，將現(xiàn)場技術(shù)人員的生產(chǎn)力提高更多。

無論如何，嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，已經(jīng)扮演著越來越重要的角色。而嵌入式系統(tǒng)也成為萬物互聯(lián)之下，能否為相關(guān)應(yīng)用賦予更多智能化能力的關(guān)鍵組件。無所不在的嵌入式系統(tǒng)，與萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，在未來肯定還將激出更多火花。

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